具有伪金属部件的电感器结构及方法技术

本发明专利技术提供了半导体器件。半导体器件包括：形成在衬底上并被配置为通过频率电流工作的电感器；以及配置在电感器和衬底之间的伪金属部件，伪金属部件的第一宽度小于2倍的与频率有关的趋肤深度。本发明专利技术还提供了具有伪金属部件的电感器结构及方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及半导体
，更具体地，涉及半导体结构及其形成方法。
技术介绍
半导体集成电路(IC)工业经历了快速发展。IC材料和设计的技术进步产生了多代1C，其中，每代都具有比前一代更小且更复杂的电路。然而，这些进步增加了处理和制造IC的复杂性，并且对于要实现的这些进步，需要IC处理和制造中的类似开发。在集成电路演进过程中，功能密度(即，单位芯片面积上的互连器件的数量)通常都在增加，而几何尺寸(即，可使用制造工艺制造的最小部件(或线))减小。 各种有源或无源电子元件可能形成在半导体IC上。例如，电感器可以形成为无源电子部件。由于器件尺寸持续减小以用于甚至更高频率的应用，现有的电感器结构会遇到问题。例如，插入伪部件以增强制造。然而，伪填充使后道工序工艺窗口变窄。其他问题包括具有低k介电材料的先进技术的水分渗透以及电感器性能的下降。 因此，需要解决上述问题的电感器结构及其制造方法。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本专利技术的一方面，提供了一种半导体结构，包括:电感器，形成在衬底上并被配置为可利用一频率的电流工作；以及伪金属部件，被配置在所述电感器和所述衬底之间，所述伪金属部件的第一宽度小于与所述频率相关联的趋肤深度的2倍。 在该半导体结构中，所述伪金属部件的第一厚度小于所述趋肤深度的2倍，并且被设计为在所述电感器的工作过程中减小涡流。 在该半导体结构中，每一个所述伪金属部件均包括具有一长度、所述第一宽度和所述第一厚度的细长段，所述第一宽度和所述第一厚度基本上小于所述长度。 在该半导体结构中，所述电感器包括电感金属部件，其所具有的第二厚度和第二宽度基本上分别大于所述第一厚度和所述第一宽度。 在该半导体结构中，从上往下看时，所述电感器包括金属部件，其被配置为形成至少两匝，限定内部区域、外部区域和介于这两匝之间的间隔区域；以及所述伪金属部件包括:设置在所述内部区域中的第一子集、设置在所述外部区域中的第二子集以及设置在所述间隔区域中的第三子集。 在该半导体结构中，所述伪金属部件的所述第一子集以与所述电感器相距第一间隙的方式设置在所述内部区域中；以及所述伪金属部件的所述第二子集以与所述电感器相距第二间隙的方式设置在所述外部区域中。 在该半导体结构中，所述第一间隙和所述第二间隙相等。 在该半导体结构中，所述伪金属部件被配置在所述电感器下方的多层中。 在该半导体结构中，所述伪金属部件包括具有非闭环的围栏形状的子集。 在该半导体结构中，所述伪金属部件包括具有矩形的子集。 根据本专利技术的又一方面，提供了一种半导体结构，包括:电感器，形成在衬底上并被配置为形成第一匝和第二匝，定义内部区域、外部区域以及介于所述第一匝和所述第二匝之间的间隔区域；以及伪金属部件，配置在所述电感器和所述衬底之间，其中，从上往下看时，所述伪金属部件包括:设置在所述内部区域中的第一子集、设置在所述外部区域中的第二子集以及设置在所述间隔区域中的第三子集。 在该半导体结构中，所述电感器被配置为可利用一频率的电流工作；每一个所述伪金属部件都被设计为具有一宽度和一厚度的细长段；以及所述宽度和所述厚度小于作为所述频率的函数的趋肤深度的2倍。 在该半导体结构中，从上往下看时，所述第一匝位于所述第二匝的内部；所述内部区域位于所述第一匝的内部；以及所述外部区域位于所述第二匝的外部。 在该半导体结构中，从上往下看时，所述电感器被配置为进一步形成介于所述第二匝和所述外部区域之间的第三匝；以及所述伪金属部件包括设置在介于所述第二匝和所述第三匝之间的另一个间隔区域中的第四子集。 根据本专利技术的又一方面，提供了一种形成具有电感器的集成电路的方法，包括:基于趋肤效应确定伪金属部件的尺寸；基于填充区域确定所述伪金属部件的形状；基于图案密度以一定结构布置所述伪金属部件；以及在所述集成电路中插入具有所述尺寸、所述形状和所述结构的所述伪金属部件。 在该方法中，基于所述趋肤效应确定所述伪金属部件的尺寸包括:确定所述伪金属部件的尺寸小于趋肤深度的2倍。 在该方法中，基于所述填充区域确定所述伪金属部件的形状包括:基于所述填充区域从矩形、十字形和围栏结构所组成的组中选择形状。 在该方法中，基于所述图案密度布置所述伪金属部件包括:在所述电感器的相邻匝之间的间隔区域中形成所述伪金属部件的子集。 在该方法中，基于所述图案密度布置所述伪金属部件包括:在所述电感器的相邻匝之间的间隔区域中插入所述伪金属部件的子集。 在该方法中，基于所述图案密度布置所述伪金属部件包括:在多层中布置所述伪金属部件。 在该方法中，基于所述图案密度布置所述伪金属部件包括:与所述电感器相距第一间隙地将所述伪金属部件的第一子集布置在内部区域中；以及与所述电感器相距第二间隙地将所述伪金属部件的第二子集布置在外部区域中。 该方法进一步包括:在衬底上形成具有所述尺寸、所述形状和所述结构的所述伪金属部件；以及在所述伪金属部件上形成所述电感器。 【附图说明】 当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本专利技术。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。 图1是在一个或多个实施例中根据本专利技术的方面构建的具有电感器的半导体结构的俯视图。 图2是在一个或多个实施例中根据本专利技术的方面构建的图1的半导体结构的截面图。 图3是在其他一个或多个实施例中根据本专利技术的方面构建的具有电感器的半导体结构的俯视图。 图4是在其他一个或多个实施例中根据本专利技术的方面构建的图3的半导体结构的截面图。 图5是在其他一个或多个实施例中根据本专利技术的方面构建的具有电感器的半导体结构的俯视图。 图6是在其他一个或多个实施例中根据本专利技术的方面构建的图5的半导体结构的截面图。 图7是在各种实施例中根据本专利技术的方面构建的具有电感器的半导体结构的俯视图。 图8是示出在一个实施例中根据本专利技术的方面构建的尺寸与频率关系的示意图。 图9是制造具有电感器的半导体器件的方法的流程图。 图10和图14是在各种实施例中根据本专利技术的方面构建的半导体结构的部分的透视图。 图11、图12、图13、图15和图16是在各种实施例中根据本专利技术的方面构建的半导体结构的部分的俯视图。 图17是示出在各种实施例中根据本专利技术的方面构建的伪填充的仿真的示意图。 图18是示出在各种实施例中根据本专利技术的方面构建的频率依赖性的示意图。 【具体实施方式】 据了解为了实施各种实施例的不同部件，以下公开内容提供了许多不同的实施例或示例。以下描述元件和布置的特定示例以简化本专利技术。当然这些仅仅是示例并不打算限定。例如，以下描述中第一部件形成在第二部件上方或上可以包括其中以直接接触的方式形成第一部件和第二部件的实施例，并且也可以包括其中附加部件形成在第一部件和第二部件之间，使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。再者，本专利技术可以在各个示例中重复参考标号和/或字母。该重复是为了简明和清楚，而且其本身没有规定所述各种实施例和/或结构之间的关系。 图1是具有电感器的半导体结构10的俯视图而图2是沿着虚线AA’所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构，包括：电感器，形成在衬底上并被配置为可利用一频率的电流工作；以及伪金属部件，被配置在所述电感器和所述衬底之间，所述伪金属部件的第一宽度小于与所述频率相关联的趋肤深度的2倍。

【技术特征摘要】
2013.03.11 US 13/792,3061.一种半导体结构,包括: 电感器，形成在衬底上并被配置为可利用一频率的电流工作；以及 伪金属部件，被配置在所述电感器和所述衬底之间，所述伪金属部件的第一宽度小于与所述频率相关联的趋肤深度的2倍。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述伪金属部件的第一厚度小于所述趋肤深度的2倍，并且被设计为在所述电感器的工作过程中减小涡流。3.根据权利要求2所述的半导体结构，其中，每一个所述伪金属部件均包括具有一长度、所述第一宽度和所述第一厚度的细长段，所述第一宽度和所述第一厚度基本上小于所述长度。4.根据权利要求2所述的半导体结构，其中，所述电感器包括电感金属部件，其所具有的第二厚度和第二宽度基本上分别大于所述第一厚度和所述第一宽度。5.根据权利要求2所述的半导体结构，其中，从上往下看时， 所述电感器包括金属部件，其被配置为形成至少两匝，限定内部区域、外部区域和介于这两匝之间的间隔区域；以及 所述伪金属部件包括:设置在所述内部区域中的第一子集、设置在所述外部区域中的第二子集以及设置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孝纯，梁其翔，黄崎峰，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71